碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81640IP
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CaO-Ca3Al2O6@Ni-SiO2复合催化剂制备及制氢性能

作者(Author)：许凯, 刘璐, 荆洁颖, 冯杰, 李文英

摘要：吸附强化CH4/H2O重整制氢技术通过原位移除反应产生的CO2实现一步法制备高浓度H2,但该技术常用复合催化剂中的吸附组分CaO在吸脱附CO2时的体积变化会造成复合催化剂结构的坍塌,同时活性组分Ni也被反应生成的CaCO3包埋,造成催化和吸附性能的下降,严重影响制取H2的浓度。本研究利用阳离子表面活性剂辅助刻蚀的机理采用自模板法制备了CaO-Ca3Al2O6@Ni-SiO2复合催化剂。在吸附强化CH4/H2O重整制氢实验中,该复合催化剂制氢浓度达到99.6%,且10次循环后制氢浓度为97.3%,其高活性高稳定性归因于复合催化剂中的吸附组分CaO-Ca3Al2O6在反应-再生循环过程中体积反复膨胀收缩的过程均在SiO2空腔内进行,不会造成复合催化剂结构的坍塌,同时复合催化剂制备过程中采用SiO2包覆活性组分Ni防止了其在脱碳再生过程中团聚失活,但结构表征发现,复合催化剂的催化组分中仅有一部分是以Ni为核、SiO2为壳的核壳结构,还存在部分Ni直接负载在壳层SiO2上,这是导致10次循环反应中CH4转化率从99.5%降至91.8%的原因。

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燃料化学学报

2022年第12期

221

78
煤炭可选性曲线绘制方法对比研究

作者(Author)：李帆, 马晓敏, 樊玉萍, 董宪姝, 郝小贝, 张丹, 徐后强

摘要：选煤是煤炭清洁高效利用的前提，可选性曲线是指导煤炭洗选方法选择的重要依据。为给选煤生产中可选性曲线的绘制提供参考，以阳泉一矿选煤厂浮沉试验数据为例，从可选性曲线绘制、曲线的拟合(光滑处理)、数据查询三个方面详细分析了Origin、Excel、AutoCAD、Matlab和PowerPoint五种可选性曲线绘制方法的优缺点以及适用性。结果表明：AutoCAD法绘制过程简单，但精度较差；Origin绘制过程相对繁琐，但能保证精度；Excel和PowerPoint易进行绘制和拟合，但后续数据查询较为困难；Matlab功能完善、操作自由度高，但是需要操作人员具有一定的编程基础。研究结果为可选性曲线绘制提供了有益借鉴。

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选煤技术

2022年第04期

205

112
基于ISSA-LSTM的浓缩池溢流浓度预测

作者(Author)：张洋洋, 樊玉萍, 马晓敏, 董宪姝, 金伟, 王大卫

摘要：浓缩池溢流浓度监测是实现煤泥水智能加药的关键。针对基于传感器的溢流浓度监测方式会导致絮凝剂调节滞后的问题，提出了一种基于改进麻雀搜索算法（ISSA）-长短期记忆（LSTM）的浓缩池溢流浓度预测方法。首先，对浓缩生产过程中的多参数时间序列进行相关性分析和预处理，得到输入变量。其次，采用多策略联合改进麻雀搜索算法（SSA）：引入Tent混沌映射对麻雀种群进行初始化，以保证种群多样性，加快算法收敛速度；用螺旋捕食策略改进SSA的寻优过程，以兼顾局部开发和全局搜索能力；用萤火虫扰动策略对麻雀搜索结果进行扰动，以提高全局搜索能力，避免算法陷入局部最优。然后，采用ISSA优化双层LSTM网络模型的超参数。最后，构建基于ISSA-LSTM的浓缩池溢流浓度预测模型，进行在线监测。实验结果表明：(1)选取Ackley函数和Rastrigin函数作为测试函数，得出ISSA的全局寻优性能和收敛速度均优于粒子群优化（PSO）算法、鲸鱼优化算法（WOA）和标准SSA。(2) 3种改进策略中，螺旋捕食策略对ISSA性能的提升起主导作用，混沌映射和萤火虫扰动策略协调算法的收敛速度和全局搜索能力，进一步提升算法寻优性能。(3)采用ISSA优化LSTM的超参数，解决了依靠主观经验取值时存在的欠拟合或过拟合问题，ISSA-LSTM模型的溢流浓度预测精度达97.26%，高于双层LSTM、SSA-LSTM、最小二乘支持向量机（LSSVM）等模型。(4)数据预处理可以提升模型的精度，降噪后溢流浓度预测精度比降噪前提升了30.25%。

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工矿自动化

2022年第11期

172

147
露天煤矿排土场土层重构及接菌对植物根系提水作用试验研究

作者(Author)：毕银丽, 高学江, 柯增鸣, 肖礼

摘要：露天煤矿排土场土层重构对于生态重建具有重要意义，为研究接种深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)对不同重构土层模式下玉米根系水分的利用效应，采用土柱模拟培养试验，设置4种类型土层处理，每种土层类型下设置接菌及对照处理，共8组处理。结果表明：掺黄土20%处理下玉米根长密度最大，分别为掺黄土0%、10%和40%的3.2、2.4、2.8倍，水分胁迫后根系具有向下生长、吸取深层水分的能力；基于δ18O值的MixSIAR模型水源分析，掺黄土0%处理下玉米主要利用0～25 cm处的水分，水分利用效率达到80%；掺黄土10%处理下玉米主要利用15～35 cm处的水分，水分利用效率达到64%；而掺黄土20%处理下玉米对0～25 cm处的水分利用效率仅为36%，对25～45 cm处水分利用率达到64%，说明掺黄土20%处理下玉米主要利用土壤深层水分。接种DSE提高了植物吸收更深层水的能力，掺黄土20%处理下水分利用深度向下增加了5 cm，掺黄土20%基质中接菌处理在干旱胁迫后植物根系提水量达到最大，生长期总提水量较不接菌处理提升了45%；在不接菌条件下掺黄土20%植物根系提水量是掺黄土0%的1.45倍，而在接菌条件下掺黄土20%植物根系提水量可达到掺黄土0%的1.72倍。综上认为，接种DSE及土层重构均对提升植物提水能力具有显著作用。此外，本研究结果对露天矿区排土场土层重构过程中土壤改良及植物的水分利用效率提供实验参考依据。

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煤田地质与勘探

2022年第12期

252

137
紫花苜蓿根系-黄土复合体剪切特性与库仑修正模型

作者(Author)：段钊, 袁林, 毕银丽, 王凯, 吴延斌, 张庆

摘要：植物根系可以显著提升土体的强度。为探究紫花苜蓿根系对黄土抗剪性能的增强作用，选取生长周期为60 d的紫花苜蓿根系-黄土复合体为研究对象，通过剪切试验和根系拉伸试验获取紫花苜蓿根系-黄土复合体抗剪强度和根系抗拉强度参数，采用电子放大镜观察紫花苜蓿根系结构与特征，利用经验公式建立根-土复合体库仑修正模型，并对比分析库仑修正模型、WWM模型及修正WWM模型的优缺点，对黄土地区植物根系增强土体强度进行评价。结果表明：紫花苜蓿根系对土体抗剪性能的增强效应显著；紫花苜蓿根系发达，根径在0.2～6.7 mm，随着根径的增大，单根极限抗拉力呈指数式增大，抗拉强度呈指数式降低；不同RAR(Root Area Ratio，即根系横截面积之和与土体横截面积的比值)下的根-土复合体抗剪强度相比素土样提升显著，RAR与黏聚力和内摩擦角之间具有显著的相关关系，其中RAR与黏聚力之间呈线性正相关关系，与内摩擦角之间呈高斯函数关系；根-土复合体库仑修正模型对黄土区草本植物根-土复合体的抗剪强度增量预测具有较好的合理性、有效性及适用性，修正WWM模型次之，WWM预测精度相对较差；而在木本植物根-土复合体的抗剪强度增量预测方面，根-土复合体库仑修正模型和修正WWM模型的预测精度要远高于WWM模型。研究结果对黄土地区植被护坡工程具有指导意义。

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煤田地质与勘探

2022年第12期

228

117
乌兰图嘎富锗煤中微量元素在不同密度级煤中的分布特征

作者(Author)：段飘飘, 王文峰, 马萌芽

摘要：煤系关键金属的开发利用对于缓解我国战略性矿产资源紧缺具有重要意义。内蒙古胜利煤田乌兰图嘎低阶煤中除富集关键金属Ge以外，同时富集有害元素Be、F、As、Hg、Sb和W，出于对关键金属的提取利用及环境保护2个方面考虑，须对研究区煤炭进行洗选处理。基于前期研究认识，浮选对于乌兰图嘎煤中As、Sb和W脱除效果相对较好，对于F和Hg的脱除效果较差，基于此，采用浮沉实验(重选法)以及XRD、XRF、SEM-EDS和EMPA等实验方法和测试手段，研究关键金属Ge以及Be、F、As、Hg等有害元素在不同密度级煤中的分布特征，结果表明：(1)乌兰图嘎煤中矿物主要包括石膏、石英、黄铁矿、高岭石等，矿物含量随煤密度级增大而增加，电子探针分析结果表明，Co、As、Sb和Hg赋存在黄铁矿中。(2)经过重选，低密度精煤中Ge元素富集，表明Ge主要以有机态存在，Be、F、As等可能与有机质相关，或者赋存在嵌布于有机质中的微细粒矿物中，煤中Hg和大部分亲石性元素在高密度级煤中含量较高，表明其赋存在矿物中。(3)重选对于Hg元素的脱除效果较好，对Be、F、As和一些亲硫或亲铁性元素浮选脱除效果优于重选。建议乌兰图嘎低阶煤使用重选-浮选联合脱除法进行有害元素的脱除。

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煤田地质与勘探

2022年第11期

105

72
化学链燃烧钙基载氧体研究进展

作者(Author)：狄子琛, 巩盼, 杨凤玲, 宋慧平, 程芳琴

摘要：化石能源燃烧产生大量CO2，碳捕集、利用与封存技术是目前唯一能实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术。化学链燃烧是一种新的解耦燃烧技术，可在燃烧过程中实现原位碳捕集。载氧体是该过程高效稳定运行的关键。钙基载氧体因其特有的高载氧量、低成本、易获得且对环境友好等优势被认为具有应用潜力。总结了化学链燃烧技术及6类常见载氧体的原理及发展，重点介绍了钙基载氧体存在的瓶颈问题——热力学和动力学适宜温区、分压匹配难，总结了国内外通过控制反应条件、添加剂等手段调控反应过程，强化其反应性和再生性的相关研究，并解析了惰性载体、金属氧化物等添加剂对钙基载氧体性能的强化效应和影响机制。研究表明，惰性载体可有效改善载氧体分散特性，从而提升反应活性，有助于提高机械强度。与惰性载体相比，添加金属氧化物可能更有效。传统的功能强化方法可一定程度改善载氧体性能，但难以从根本上突破其再生性差的瓶颈。未来研究可聚焦2方面：基于人工智能在材料科学中的应用，定向筛选与优化廉价钙基天然矿石/工业固废等材料作为载氧体；重构载氧体的形貌构造和晶体结构，调控氧原子、硫原子的迁移转化行为，降低氧传递对硫原子的携带效应，实现再生性能强化。

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洁净煤技术

2022年第12期

786

328
煤基氧化石墨烯 / 钒酸铋复合物的构建及光还原 CO2 应用

作者(Author)：张亚婷, 郑莉思, 李可可, 贾嘉, 张婷

摘要：双碳目标下，煤炭资源的高附加值利用和 CO2 资源化转化成为重要的研究课题，以煤为原料开发功能性煤基材料用于CO2绿色转化展现出广泛的应用前景。以晋城无烟煤为碳质前体，采用高温石墨化耦合化学氧化策略制备得到煤基氧化石墨烯( CGO) ，进而通过蒸发诱导自组装手段在 CGO 上生长钒酸铋纳米片( BVO) ，成功构筑得到 CGO / BVO 纳米复合材料，其独特的二维 / 二维纳米片结构有助于复合材料在可见光照射下完成光催化还原 CO2 过程。通过利用 X 射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光漫反射光谱(UV-vis)以及光电化学测试等手段对复合样品的结构形貌和光电性质进行了测定。研究表明:BVO 纳米片具有窄的带隙以及宽的可见光吸收范围，可以赋予 CGO / BVO 复合材料良好的光吸收能力。同时借助 CGO 自身优异的物理化学性质充当助催化剂，可以有效转移 BVO 纳米片被光激发后产生的载流子。通过 2 者充分接触产生的协同作用，减小了复合材料界面传输电阻，提高了光生电子的分离与转移速率和光催化剂表面电荷密度，从而促进了 CO2 光还原制甲醇反应的进行。当复合材料中 CGO 与 BVO 质量比达到 10 ∶ 1时，所制备的 CGO/ BVO 样品将 CO2转化为甲醇的产率可达 134.57 μmol/ (g∙h)，是纯 BVO 纳米片的 1.7 倍。这项研究为煤基高附加值新材料用于光催化转化 CO2 制备甲醇提供了新思路。

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煤炭学报

2022年第12期

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